JPH0621788B2 - 柱状被測定物の傾斜測定装置 - Google Patents

柱状被測定物の傾斜測定装置

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JPH0621788B2
JPH0621788B2 JP60079333A JP7933385A JPH0621788B2 JP H0621788 B2 JPH0621788 B2 JP H0621788B2 JP 60079333 A JP60079333 A JP 60079333A JP 7933385 A JP7933385 A JP 7933385A JP H0621788 B2 JPH0621788 B2 JP H0621788B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、被測定物、例えば記録再生装置に設けた磁
気テープを案内するテープガイドの傾斜角、傾斜方向を
測定する柱状被測定物の傾斜測定装置に関するものであ
る。
〔発明の概要〕
この発明は、被測定柱状物の傾斜角,傾斜方向を測定す
る傾斜測定装置として、先端に被測定柱状物に当接し
て、その傾斜角、傾斜方向が被測定柱状物の傾斜角、傾
斜方向と等しく変位するような溝部を有する接触子の3
次元的な変位を変位検出部で検出し、この変位検出部の
出力から被測定物の傾斜角、傾斜方向を演算部で求め、
この求めた傾斜角、傾斜方向を表示部に表示することに
より、一方向から被測定物の傾斜角、傾斜方向を簡単、
容易に、かつ、高精度に測定できるようにしたものであ
る。
〔従来の技術〕
被測定物、例えば記録再生装置に設けた磁気テープを案
内する円柱状のテープガイドの傾斜角、傾斜方向を測定
する従来の被測定物の傾斜角測定装置としては、垂直ゲ
ージ、近接センサを用いて基準面に直交する面とテープ
ガイドの測定面のギャップを測定する装置と、球状の接
触子をテープガイドの測定面に2点以上接触させて被測
定物の中心を計測する汎用3次元測定装置が知られてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記したような前者の被測定物の傾斜角
測定装置は、テープガイドに対して90度位置がずれた
2方向から測定を行わなければ傾斜角等が決定できない
ため、測定に時間がかかる。そして、記録再生装置の小
形化、高密度化に伴って測定空間が限られるため、高精
度な測定ができなくなる等の問題点がある。
また、後者はテープガイドの傾斜等角が高精度に測定で
きるが、操作環境が限定されるとともに、操作が複雑で
あり、装置が高価である等の問題点がある。
この発明は、上記したような問題点を解決するためにな
されたもので、一方向から被測定物の傾斜角、傾斜方向
を簡単、容易に、かつ、高精度に測定できるようにした
柱状被測定物の傾斜測定装置を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明の柱状被測定物の傾斜測定装置は、横方向から
柱状の被測定物に突き当り、被測定物の傾斜角、傾斜方
向と等しく3次元的に変位可能とされている接触子と、
この接触子の変位を検出する変位検出部と、この変位検
出部の出力から被測定物の傾斜角、傾斜方向を演算する
演算部と、この求めた傾斜角、傾斜方向を表示する表示
部により構成したものである。
〔作用〕
柱状の被測定物に、3次元的に変位可能な可動部を介し
て接触子を突き当てると、被測定物の傾斜方向に沿って
接触子も変位するため、この変位を変位検出部で検出
し、この変位検出部の出力から被測定物の傾斜角、傾斜
方向を演算部で求め、また求めた傾斜角、傾斜方向を表
示部に表示することにより、被測定物の傾斜角、傾斜方
向を一方向から測定する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例である柱状被測定物の傾斜
測定装置の接触子等の一部を破断した概略図、第2図は
第1図の変位検出部の平面図である。
これらの図において、1は側面が略L字形状とされた接
触子を示し、記録再生装置のテープガイドGに突き当た
るV溝2と、このV溝2の軸方向の直交する測定平面3
が設けられている。
4は前記接触子1に取付けられた係合部材で、その一端
には円錐状の第1の溝5が設けられている。
6は変位検出部を示し、センサブラケット7と、ピボッ
ト軸受10と、鋼球12等で構成されている。
センサブラケット7には、前記第1の溝5と対向する位
置に穴8が設けられ、前記測定平面3と対向する部分に
3点で平面を形成するように渦電流センサ9A、9B、
および9Cが取付けられている。
ピボット軸受10には、前記第1の溝5と対向する円錐
状の第2の溝11が設けられている。
前記鋼球12は前記第1の溝5、第2の溝11の間に挿
入され、係合部材4とピボット軸受10で挟持されてい
る。
13は前記センサブラケット7に圧入された係止リング
を示し、係合部材4が穴8から抜けないように、かつ、
3次元的に変位できるように保持するものである。
14A、14Bは図示を省略した駆動部に変位検出部6
を支持するスライド軸、15A、15Bは前記スライド
軸14A、14Bに取付けた止め輪、16A、16Bは
前記変位検出部6とスライド軸14A、14Bの間に装
填したコイルばねを示し、変位検出部6をスライド軸1
4A、14Bに対して右方向へ付勢している。
17は前記渦電流センサ9A、9B、および9Cが検出
した出力が入力される演算器、18は前記演算器17の
演算結果を表示する表示器を示す。
上記のように構成されたこの発明の柱状被測定物の傾斜
測定装置は、図示を省略した基準面となる測定台等に設
置すると、基準面と渦電流センサ9A、9B、9Cが形
成する平面が平行となる。この状態で図示を省略した駆
動部、例えばエアーシリンダを作動させると、スライド
軸14A、14Bを介して接触子1、変位検出部6は2
点鎖線で示した記録再生装置のテープガイドGの方向へ
移動し、接触子1のV溝2をテープガイドGの測定面に
押し当てることができる。このとき、接触子1が3次元
的に変位できる状態で変位検出部6のセンサブラケット
7に支持されているので、接触子1はテープガイドGの
側面(測定面)に沿って揺動し、そのV溝2によってテ
ープガイドGの傾斜方向と同一方向へ傾斜する。
また、鋼球12が第1、第2の溝5、11内でがたつく
ことなく係合部材4とピボット軸受10で挟持されてお
り、コイルばね16A、16Bが収縮することによって
V溝2はテープガイドGに所定圧で密着する。このよう
に接触子1をテープガイドGに所定圧で密着させても、
テープガイドGにテープテンションによる側圧を越えな
いような圧力であれば、テープガイドGに影響を及ぼす
ことはない。
上記のように接触子1のV溝2をテープガイドGに密着
させた状態ではV溝2とテープガイドGの軸心が平行に
なるので、テープガイドGの軸心は測定平面3に垂直な
直線となる。したがって、渦電流センサ9A、9B、お
よび9Cで測定平面3との距離を計測し、その測定値を
演算器17で計算すると、渦電流センサ9A、9B、9
Cが形成する平面に対してテープガイドGがどのように
傾斜しているかが解り、この演算結果はZ軸に対する傾
斜角、X軸に対する傾斜方向として表示器18に表示さ
れる。
次に、渦電流センサ9A、9B、および9Cで得られた
測定値から傾斜角、傾斜方向を算出する過程を第3図、
第4図で具体的に説明する。
まず、第3図(a)のように渦電流センサ9Aの中心を
X−Y座標の原点として渦電流センサ9B、9Cを配置
する。
そして、渦電流センサ9A、9B、および9Cから下し
た垂線と接触子1の測定平面3の交点a、b、cの座標
は、交点aを3次元座標の原点とすると、第3図(b)
から解るように各交点それぞれ(0、0、0)、
(x、y、d2-d1)、(x、−y、d3-d1
で表わすことができる。
ここで、一般的に原点を通る平面の式は、 Ax+By+Cz=0 と表わされ、C≠0とすると、 と変形できる。
ここで、(1)式に交点a、b、およびcの座標を代入
し、A′、B′を求めると、 となり、(1)式は、 となる。
また、各X、Y、Z軸に対する方向余弦1、m、および
nの直線に垂直で、かつ、原点を通る平面の式は、 1x+my+nz=0・・・・・(3) で表わされる。
そして、(2)式、(3)式を比較すると、 となり、求めた方向余弦は交点aを通り測定平面3に垂
直な方向余弦で、テープガイドGの方向余弦と一致す
る。したがって、テープガイドGのZ軸に対する傾斜角
と、X軸に対する傾斜方向は第4図のように、 を求めることによって解る。このとき、傾斜角が0度の
場合は傾斜方向も0度となり、1=0、m>0の場合は
X軸に対して90度傾斜した傾斜方向となり、1=0、
m<0の場合はX軸に対して−90度傾斜した傾斜方向
となる。
この発明の被測定物の傾斜角測定装置は、上記の説明の
ように接触子1をテープガイドGに一方向から押し当て
ることによって傾斜角、傾斜方向が測定できるので、測
定が簡単、容易に、かつ、短い測定時間で行える。
また、テープガイドGに接触子1のV溝2を押し当てる
ので、テープガイドGの傾斜角、傾斜方向が高精度に測
定できる。
さらに、渦電流センサ9A、9B、および9Cで接触子
1の変位を検出しているので、温度特性がよく、油よご
れ等にも影響を受けることがないため、環境条件に左右
されることなく被測定物の傾斜角、傾斜方向を測定でき
るとともに、装置のコストダウンが計れる。
なお、渦電流センサ9A、9B、9Cが形成する平面
は、測定値を補正することによって任意な平面とするこ
とができる。
第5図はこの発明の他の実施例の接触子、変位検出部の
一部を破断して示した側面図、第6図は第5図の変位検
出部の平面図で、第1図、第2図と同一符号は同一部分
を示す。
第5図において、21は側面が略L字形状とされた接触
子を示し、記録再生装置のテープガイドGに突き当たる
V溝22と、このV溝22の軸方向と直交する測定平面
23と、V溝22と多端側に円錐状の第1の溝24が設
けられている。
25は変位検出部を示し、センサブラケット26と、ピ
ボット軸受28と、ピン30等で構成されている。
センサブラケット26には、前記第1の溝24と対向す
る位置に穴27が設けられ、ピボット軸受28が取付け
られている。
29は鋼球を示し、前記第1の溝24、ピボット軸受2
8の間に挿入され、接触子21とピボット軸受28で挟
持されている。
30は前記接触子21をセンサブラケット26に取付け
たピンを示し、接触子21はこのピン30によって支持
されているが、テープガイドGに接触した時は3次元的
に変位できるように取付けられている。
第7図はこの発明のさらに他の実施例の接触子、変位検
出部の一部を破断して示した断面図、第8図は第7図の
VIII−VIIIによる平面図で、第1図、第2図と同一符号
は同一部分を示す。
これらの図において、31は側面が略L字形状とされた
接触子を示し、記録再生装置のテープガイドGに突き当
たるV溝32と、このV溝32の軸方向と直交する測定
平面33と、後述する鋼球38が嵌合する第1の穴34
が設けられている。
35は変位検出部を示し、センサブラケット36と、鋼
球38等で構成されている。
センサブラケット36には、鋼球38を支持するための
第2の穴37A、37Bが対向する位置に設けられられ
ている。
前記鋼球38は前記第2の穴37A、37Bに支持さ
れ、接触子31を3次元的に変位できるように支持して
いる。
第5図〜第8図に示した実施例も第1図、第2図に示し
た実施例と同様に操作され、傾斜角、傾斜方向を測定で
きるが、特に、第7図、第8図に示した実施例は、接触
子31が変位検出部35にがたつくことなく支持される
という特徴がある。
なお、上記した実施例は接触子1、21、31にV溝
2、22、32を設けたが、テープガイドGの測定面に
突き当てることができる形状の溝、例えばU溝等であっ
てもよい。
また、接触子1、21、31を支持する可動部の機構を
ピボット軸受10、28、センサブラケット36と鋼球
12、29、38用いた倣い機構としたが、渦電流セン
サ9A、9B、および9Cで計測する測定平面3、2
3、33までの距離は絶対値でなく、それぞれの差が解
ればよいので、例えば接触子1、21、31を柔軟な線
材(リン青銅線、ピアノ線等)で支持する倣い機構とし
てもよい。
さらに、接触子1、21、31の変位を検出するセンサ
として渦電流センサ9A、9B、9Cを示したが、光セ
ンサまたは静電型センサ等の距離が計測できるものであ
ればよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明の柱状被測定物の傾斜測
定装置は横方向から被測定物に突き当たり、被測定物の
傾斜角、傾斜方向と等しく3次元的に変位可能な溝部を
有する接触子と、この接触子を3次元的に変位可能な状
態で支持する可動部と、接触子の測定面の変位を3点以
上で検出する変位検出部と、この変位検出部の出力から
被測定物の傾斜角、傾斜方向を演算する演算部と、この
求めた傾斜角、傾斜方向を表示する表示部により構成し
たもので、接触子を柱状被測定物の一方向から押し当て
ることによって傾斜角、傾斜方向の測定が簡単、容易
に、かつ、短い測定時間で行えるという効果がある。
また、柱状被測定物に接触子の溝部を押し当てて傾斜
角、傾斜方向を測定するので、傾斜角、傾斜方向が高精
度に測定できる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である被測定物の傾斜角測
定装置の接触子等の一部を破断した概略図、第2図は変
位検出部の平面図、第3図(a),(b)は接触子の変
位測定の説明図、第4図は傾斜角、傾斜方向を求めるた
めの説明図、第5図はこの発明の他の実施例の接触子、
変位検出部の一部を破断して示した側面図、第6図は変
位検出部の平面図、第7図はこの発明のさらに他の実施
例の接触子、変位検出部の一部を破断して示した側面
図、第8図は第7図のVIII−VIIIによる平面図である。 図中、1は接触子、2はV溝、3は側定平面、6は変位
検出部、9A、9B、9Cは渦電流センサ、17は演算
器、18は表示器、Gはテープガイドを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定円柱状物に横方向から移動して突き
    当たると同時に前記被測定円柱状物の傾斜角および傾斜
    方向に等しい傾斜角および傾斜方向が形成されるような
    前記移動方向と直交する方向に延び開口が前記移動方向
    を向いたV字状溝部が先端に形成された接触子と、 前記移動方向を回転軸として所定の点を中心に回動自在
    となされ前記接触子を変位可能な状態で支持する可動部
    と、 前記接触子と一体に形成された平板の傾きを検出するこ
    とによって前記接触子の可動部分の前記所定の点を中心
    とする変位を少なくとも3点で検出する変位検出部と、 この変位検出部の出力から前記被測定円柱状物の傾斜
    角、傾斜方向を求める演算部と、 この演算部で求めた前記傾斜角、傾斜方向を表示する表
    示部から構成されていることを特徴とする柱状被測定物
    の傾斜測定装置。
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